关于在超流体^4He中振荡的微球周围从势流向湍流的转变
摘要：在没有机械支撑的情况下，绕着翻译振动的球体的超流态$^4$He的流动可以是层流或湍流，这取决于速度幅度。在一个临界速度$v\_c$以下，该速度与$omega^{1/2}$有关，在1K以下与温度无关，流动是层流的（势流动）。在0.5K以下，线性阻力是由于球声子散射引起的，随着T$^4$消失，直到T $<$ 0.1 K时背景阻尼的存在变得主导。将速度幅度增加到$v\_c$以上会导致从势流动到湍流的转变，其中大的湍流阻力变化为$(v^2 - v\_c^2)$。在$v_c$以上的一个小速度间隔$Delta v / v\_c le 3 \%$内，0.5K以下的流动是不稳定的，间歇地在两种模式之间切换。通过在恒定温度和驱动力下记录的时间序列，统计分析了两个相态的寿命。我们观察到了势流动的亚稳态，其平均寿命为25分钟，最终由于自然背景辐射引起的涡度断裂。湍流相的寿命具有指数分布，且平均寿命以指数形式随$Delta v^2$增长。我们研究了从球体上散射涡旋环的频率。我们的结果与其他作者最近关于通过将激光束穿过玻色-爱因斯坦凝聚体进行涡旋散射的数据进行了比较。最后，我们展示了我们观察到的湍流过渡属于“超瞬态混沌”的类型，其中湍流状态的寿命增长速度超过指数级。附录中介绍了在稀薄的$^3$He-$^4$He混合物中获得的奇特结果。
作者：Michael Niemetz, Risto H"anninen, Wilfried Schoepe
论文ID：1701.05733
分类：Other Condensed Matter
分类简称：cond-mat.other
提交时间：2017-11-17